Οι ερευνητές του UC Davis, και της Mars ανακαλύπτουν κλιμακούμενη τεχνική παραγωγής για το νέο και πολλά υποσχόμενο υποκατάστατο ζάχαρης χαμηλών θερμίδων.
Η αλλυλόζη είναι ένα σχετικά νέο και άγνωστο σε πολλούς γλυκαντικό, που βρίσκεται σε φυτικές τροφές σε πολύ μικρές ποσότητες και έχει παρόμοια γεύση, υφή και λειτουργικότητα με την επιτραπέζια ζάχαρη καθιστώντας το μια ελκυστική επιλογή για όσους θέλουν να μειώσουν την πρόσληψη ζάχαρης. Είναι χαμηλή σε θερμίδες καθώς περιέχει περίπου το 10% των θερμίδων της ίδιας ποσότητας επιτραπέζιας ζάχαρης.
Η αλλυλόζη μεταβολίζεται ελάχιστα καθώς περνά μέσα από το σώμα. Με την ενσωμάτωσή του σε προϊόντα διατροφής, τα άτομα μπορούν να μειώσουν την πρόσληψη θερμίδων από τη ζάχαρη, ενώ παράλληλα ικανοποιούν την επιθυμία τους για γλυκές γεύσεις. Επιπλέον, η αλλουλόζη έχει ανεπαίσθητη επίδραση στα επίπεδα γλυκόζης και ινσουλίνης στο αίμα. Επειδή δεν μεταβολίζεται ούτε στο στόμα, η αλλουλόζη δεν συμβάλλει στη διάβρωση της αδαμαντίνης, ούτε προάγει την ανάπτυξη στοματικών βακτηρίων που σχετίζονται με το σχηματισμό κοιλοτήτων.
Η αλλυλόζη που αναφέρεται επίσης ως D-psicose θεωρείται σπάνιο σάκχαρο, επειδή βρίσκεται φυσικά μόνο σε μικρές ποσότητες σε φυτικά τρόφιμα όπως η μαύρη ζάχαρη, το σιρόπι σφενδάμου, το σιτάρι και τα αποξηραμένα φρούτα όπως τα σύκα και οι σταφίδες. Παράγεται επίσης στο εμπόριο, αν και δεν χρησιμοποιείται τόσο συχνά όσο άλλα σάκχαρα σε συσκευασμένα τρόφιμα και ποτά ή ως επιτραπέζιο γλυκαντικό.
Οι τρέχουσες μέθοδοι παραγωγής αλλυλόζης, κανονικά περιορίζονται σε πολύ χαμηλότερα επίπεδα απόδοσης και καθαρότητας, απαιτώντας δαπανηρές τεχνικές διαχωρισμού για την απομόνωση της αλλυλόζης από την πρώτη ύλη γλυκόζης και φρουκτόζης.
Εδώ και καιρό οι επιστήμονες προσπαθούσαν να ανακαλύψουν τρόπους για την παραγωγή αλλυλόζης (που παράγεται επί του παρόντος χρησιμοποιώντας έναν ίη vitro ενζυματικό ισομερισμό της D-φρουκτόζης, με αποτέλεσμα μη ικανοποιητική απόδοση και καθαρότητα) σε μεγαλύτερη κλίμακα και καθαρότητα κάτι που κατάφεραν επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Davis, σε συνεργασία με τον γίναντα τροφίμων και σνακ Mars. Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να βοηθήσει στην αντιμετώπιση ενός από τα κύρια εμπόδια στην ευρεία υιοθέτηση αυτών των εναλλακτικών λύσεων: το κόστος παραγωγής.
Ενεργοποιώντας μια φυσική διαδικασία σε έναν μικροοργανισμό, οι ερευνητές ανέπτυξαν μια μέθοδο για παραγωγή υψηλής απόδοσης και υψηλής καθαρότητας αλλυλόζης μέσω ζύμωσης ακριβείας. Αυτή η πρόοδος έχει τη δυνατότητα να βελτιώσει σημαντικά την οικονομική προσιτότητα και την προσβασιμότητα αυτών των προϊόντων.
«Η αλλουλόζη είναι μια εξαιρετική εναλλακτική λύση στη ζάχαρη, αλλά δεν είχαμε έναν οικονομικά αποδοτικό τρόπο για να την παρασκευάσουμε», δήλωσε ο Shota Atsumi, καθηγητής χημείας στο UC Davis και αντίστοιχος συγγραφέας στην εργασία που δημοσιεύτηκε στο npj Science of Food . «Η νέα μας μέθοδος είναι αποτελεσματική, οικονομικά εφικτή και θα μπορούσε να κλιμακωθεί για εμπορική παραγωγή».
Η νέα προσέγγιση έχει θεωρητική απόδοση άνω του 99% με υψηλή καθαρότητα και επομένως απαιτεί ελάχιστη επεξεργασία για την απομόνωση του επιθυμητού προϊόντος. Οι ερευνητές του Mars Advanced Research Institute, αναζήτησαν έναν πιο αποτελεσματικό τρόπο για την παραγωγή αλλυλόζης. Βρήκαν έναν βιομηχανικό μικροοργανισμό που έχει τα ένζυμα για να παράγει αλλυλόζη – απλώς δεν τα χρησιμοποιεί με αυτόν τον τρόπο. Κατάφεραν να επεξεργαστούν τον μεταβολισμό του οργανισμού για να κάνουν τα κύτταρα να μετατρέψουν τη γλυκόζη σε αλλυλόζη. Τα κύτταρα καταναλώνουν όλη τη γλυκόζη που τρέφονται και τη μετατρέπουν σε αλλυλόζη με αξιοσημείωτη συγκέντρωση, απόδοση άνω του 60% και καθαρότητα άνω του 95%, υπερβαίνοντας τις υπάρχουσες μεθόδους παραγωγής.
Το UC Davis έχει καταθέσει αιτήσεις για διπλώματα ευρεσιτεχνίας για τη διαδικασία και τους τροποποιημένους οργανισμούς. Οι ερευνητές συνεργάζονται με έναν εμπορικό εταίρο για να συζητήσουν την κλιμάκωση της διαδικασίας.
Για να διαβάσετε τη μελέτη πατήστε ΕΔΩ.
Αναφορά Taylor, JE, Palur, DSK, Zhang, Α. et αϊ. Αφύπνιση της φυσικής ικανότητας παραγωγής ψικόζης στο Escherichia coli . npj Sci Food 7 , 54 (2023). https://doi.org/10.1038/s41538-023-00231-0
Πρόσθετοι συν-συγγραφείς είναι οι Dileep Sai Kumar Palur, Angela Zhang, Jake Gonzales, Augustine Arredondo, Timothy Coulther, Amiruddin Bin Johan Lechner, Elys Rodriguez και Oliver Fiehn στο UC Davis. και John Didzbalis, Mars Incorporated, McLean, Virginia.
Ακολουθήστε το Cibum 
